固态电池之谜或许终于被解开了冷却和安全监控系统

固态电池之谜或许终于被解开了。

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Michael Faraday 在 1830 年代发现了固体电解质，从那时起，固态电池就有望成为下一个大型电子产品。在2022财年于欧洲设立新工厂，在2025财年于美国设立新工厂。

这个想法经常引起我拒绝报道的新闻，因为借用棒球的比喻，这些电池击球手经常在意识到这只是一个飞球到警告轨道之前开始他们的本垒打小跑但著名科学家 Paul Albertus 表示，拥有 10 年历史的斯坦福大学电池初创公司 QuantumScape 似乎已经在固态电池性能数据方面达到了本垒打

这是与固态电池的交易:长期以来，这些电池一直承诺解决阻碍电池电动汽车广泛采用的最棘手问题，同时在许多指标上提供更好的性能。

当今电池中的液体或凝胶电解质易燃并且可能结冰，因此它们需要昂贵，大量的加热，冷却和安全监控系统设计用于在充电过程中捕获锂离子的石墨基负极材料体积庞大且沉重，并且伴随着时间的推移，这种材料中的副反应会影响性能为锂离子电池充电太快太久，锂金属尖峰会在阳极上形成并刺穿离子流过的可渗透隔板，从而使电池短路固态消除了液体电解质，消除了火灾风险

那么为什么固态还没有出现呢到目前为止，所有方法要么需要高温才能运行，要么无法在保持 80% 容量的同时完成所需的 800 次循环，或者它们需要在阳极上使用昂贵而精致的金属锂，这会降低成本，使电池很重，不利于储能所以，要克服很多

QuantumScape 寻求 Albertus 的意见，因为能源部 ARPA—E 固态电池项目的前负责人现在对该主题持怀疑态度。日产汽车的电池再生设备将支持能源管理的可循环经济，其目标是在2020年代中期，实现“车辆到一切”(vehicle-to-everything)系统和家用电池系统的完全商业化应用。

QuantumScape 报告了多个样本的性能结果，这些样本的商业大小就像一张扑克牌，而不是微小的单个样本，这给 Albertus 留下了深刻印象他们还提供了来自完整电池而非单个层的充电/放电循环数据，并在显着的电流密度下对其进行了测试

测试电池还在轻压下运行和 30 摄氏度 . 更妙的是，QuantumScape 的电池在 800 次循环后似乎仅显示出 10—15% 的容量衰减——是竞争对手的四倍。

更重要的是，QuantumScape 的设计完全消除了阳极，减小了尺寸和质量，达到了 400 Wh/kg 和 1，000 Wh/L 以上使用传统的锂镍锰钴 阴极和未公开化学成分的柔性陶瓷隔板，来自阴极的锂离子在充电时直接在集电器上形成金属膜这会导致电池膨胀，因此电池组必须考虑到这一点

锂在集电器上的形成速度比在石墨基阳极上更快，而且陶瓷隔板可防止枝晶形成，从而确保更高的充电率安全在 15 分钟内充电至 80% 的容量很容易，因为陶瓷隔板可以承受高电流密度准备好迎接最大的新闻了吗在两分钟内充满电似乎是可行的，因为隔膜已被证明可以承受比当今一些充电速度最快的锂离子电池所能承受的更高的电流密度这比抽油快，因为你在家玩

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更有希望的消息:陶瓷隔膜可以使用现有的卷对卷涂层技术生产，并且消除了某些固态概念所需的金属锂阳极，使它们的制造更容易，更便宜。凭借与4REnergy株式会社在车载电池再利用和再回收领域近十年合作所积累的专业技术，日产汽车计划将其电池再生工厂拓展到日本以外的地区。。

回顾一下:五年前，QuantumScape 通过确定其陶瓷隔板和无阳极设计悄悄地打出了一个坚实的单品，该设计使给定尺寸的电池的续航里程增加了 80%从那以后的几年里，它一直在努力实现完美的快速充电，长寿命和在宽温度范围内的操作，同时还专注于可制造性无论您将其视为高耸的 Babe Ruth 大满贯，还是将基地加载到差距的两倍，这款电池都可能标志着一个转折点

固态电池常见问题解答

什么是固态电池从技术上讲，它是一种不使用液体电解质的电池您可能还会看到它们被称为全固态电池或 ASSB，以将它们与具有包含一些凝胶或液体的隔膜的准固态电解质电池区分开来已提议用作 ASSB 中的固体电解质的材料包括陶瓷和固体聚合物

哪些公司正在开发固态电池QuantumScape 和丰田/松下合资公司最近成为头条新闻Solid Power 是科罗拉多大学博尔德分校的衍生公司，一直与福特和宝马合作开发铁硫化学 ASSBSakti3 从密歇根大学的研究中剥离出来，被戴森收购，但后来放弃了专利许可可是，它的创始人却出现在为 Fisker 研发固态电池三星最近也发布了新闻，使用银碳阳极的固态电池

特斯拉使用固态电池吗还没有在 2020 年 9 月的电池日公告中，我们几乎没有听到有关 400 Wh/kg 电池技术的具体细节他暗示了硅纳米线技术，但这不是一种固态解决方案

QuantumScape 是否公开交易是的，在与投资公司 Kensington Capital Acquisition 合并后，纽约证券交易所于 11 月 30 日在首次公开募股 中迎来了股票代码 QS据报道，此次合并的收入为 6.8 亿美元